粵東及閩南近岸上升流對s局地風場變化的響應

蔡尚湛，靖春生，許金電，朱大勇

(1.國家海洋局第三海洋研究所，福建 廈門 361005)

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粵東及閩南近岸上升流對s局地風場變化的響應

蔡尚湛1，靖春生1，許金電1，朱大勇1

(1.國家海洋局第三海洋研究所，福建 廈門 361005)

本文利用2010年6-7月的實測溫鹽、水位、海流等資料，結合風場數據，討論了在臺風影響較小的情況下，粵東及閩南近岸上升流對局地風場變化的響應特征，主要結論如下：(1)譜分析結果顯示，沿岸風、水位、海流、近底層水溫均具有3.5～4.0 d、5.0～5.5 d、8.3～9.0 d的波動周期，沿岸風的變化引起上升流強度在3～9 d周期上的波動;(2)上升流對局地風場變化的響應過程如下：利于上升流產生的局地風場發生變化時，沿岸風作用下產生的Ekman輸運促使的上升流區水位的下降幅度發生改變，隨即向岸方向的壓強梯度力也發生變化，進而導致沿岸流及近底層向岸流的增強或減弱，而近底層向岸流強度的改變又會引起近底層水溫的變化；(3)相關分析及交叉譜分析的結果表明，沿岸風的變化將在3 d以內影響上升流區近底層水溫。以34 m向岸流代表近底層向岸流，則“沿岸風—水位—近底層向岸流—近底層水溫”這一過程的響應時間依次為24 h、7 h、27 h左右。

粵東；閩南；上升流；沿岸風；水位；向岸流

1　引言

沿岸上升流作為一種重要的中尺度物理現象，對漁業資源的分布有著顯著的影響[1]。南海北部陸架區是我國主要的季節性上升流區之一[2]。關于粵東及閩南近岸上升流，最早出現于管秉賢和陳上及的報道[3]，之后諸多現場觀測資料均驗證了該上升流的存在[4—7]。上升流區水體具有低溫、高鹽、低氧、高磷的基本特征，同時其中心位置的時空變異較大。實際上，該上升流作為南海北部海盆尺度季節性上升流的一部分，不同作者所報道的是陸架區上升流的若干中心[4]。

隨著遙感資料應用的日益廣泛，粵東及閩南近岸上升流的時空分布特征得以進一步展現。利用SST、海表葉綠素等遙感資料以及走航CTD數據，Tang等[8]、Shang等[9]、Zhang等[10]分別對1998年、2004年夏季該上升流分布范圍及強度的變化進行了分析，Tang等[11]、Hong等[12]則對上升流的年際變化及對海洋生態系統的影響進行了分析。

西南季風被普遍認為是影響南海北部上升流強度的重要因素[4，13—14]。莊偉等[5]通過對衛星遙感資料的分析指出海面風場沿岸分量是上升流強度改變的重要原因。Jing等[15]利用風場遙感數據和ECOM模型研究了西南風對上升流的貢獻。Hong等[12]的研究結果也表明風場的變異是南海北部上升流年際差異的原因。

現場觀測資料和模型結果顯示，在西南風減弱、消失甚至東北風出現的情況下，只要南海北部陸架區東向的海流依然存在，上升流現象便可得到維持[16—17]，南海北部陸架區大尺度環流以及獨特的地形對上升流的生消有著同樣重要的作用。Gan等[18]利用ROMS模型結果從動力機制角度分析了南海北部寬陸架區地形的變化如何導致上升流強度的增大。Gan等[16]將模型結果應用于動量平衡方程進行分析，指出南海北部上升流的形成和維持依賴于沿等深線方向上增強的壓強梯度力以及底摩擦作用導致的跨等深線方向上的海流分量。Wang等[17]利用POM模型結果分析了局地風場、地形對南海北部上升流強度的相對貢獻，指出地形的作用在近岸區域更為顯著，其在表層與風場相當而在底層強于風場。

地形的變化導致了南海北部上升流系統的空間分布差異，而上升流強度的時間變化則更多地受到局地風場的影響。臺風作為夏季影響南海北部的主要極端天氣事件，將對粵東上升流產生劇烈的影響，并引發上升流區海水的受迫振蕩和慣性振蕩[19]。本文利用2010年6-7月的實測溫鹽、水位、海流等資料，結合風場數據，從海水運動的角度，著重討論在臺風影響較小的情況下，針對局地風場的變化，粵東及閩南近岸上升流的響應特征。

2　數據來源與說明

CTD溫、鹽數據取自2010年夏季在粵東及閩南近岸海域的觀測結果，站位設置見圖1，斷面J和G分別位于惠來外海和汕頭外海，站位設置從近岸至外海分別為J1-J7、G1-G8。數據觀測時間為2010年6月8-14日，觀測儀器為美國海鳥公司生產的SBE917 plus CTD，現場觀測數據經分析、處理和質量控制后的垂向分辨率為1 m。

水位、海流、近底層水溫數據取自2010年夏季布放在閩南近岸的座底式海床基系統(海床基位置見圖1)，該點平均水深為38.7 m。海床基系統上所攜帶儀器包括一臺WHS-300K ADCP和一臺TGR-2050水位計。水位與近底層水溫數據采樣時間間隔均為10 min；海流觀測范圍為6～34 m，共15層，垂向間隔為2 m，采樣時間間隔為1 h。本文所用海床基數據時間范圍為2010年6月10日至7月31日。

風場數據共有兩種。第一種數據為美國國家環境預測中心和國家大氣研究中心發布的NCEP/DOE(NCEP-2)再分析資料。數據空間分辨率約為1.875°×1.875°，時間分辨率為6 h，本文選取粵東近岸海域的P點(位置見圖1)風場數據進行分析。數據下載網址為http://apdrc.soest.hawaii.edu/las/v6/dataset？catitem=5870；第二種數據為ASCAT衛星散射計(Advanced SCATterometer)所測海面上空10 m處風場數據，數據空間分辨率為0.25°×0.25°，時間分辨率為1 d。數據下載網址為http://apdrc.soest.hawaii.edu/las/v6/dataset？catitem=4736。

SST(海表溫度)數據為美國遙感系統(Remote Sensing Systems， RSS)提供的微波和紅外SST融合數據(MISST)，該數據所融合的數據源包括TMI、MODIS和AMSR-E的SST數據。數據空間分辨率為9.76 km，時間分辨率為1 d。數據下載網址：ftp.discover-earth.org/sst/misst/l4/mw_ir。

臺風路徑資料下載于中國臺風網(www.typhoon.gov.cn)，本文所用資料為2010年6-7月影響南海臺風的逐6 h中心位置數據。

本文對上升流強度變化的分析，主要關注波動周期大于慣性周期的情況。以F點為例，該處慣性周期為Tθ=π/(Ω?sinθ)=3.141 6/(7.292×10-5×sin23.51°)=1.080×105(s)=30.00(h)。因此對時間分辨率小于1 d的數據時間序列(包括水位、海流、近底層水溫數據和NCEP風場數據)均先進行以1.5 d為截斷周期的低通濾波。

P點風場數據由于時間分辨率較高，主要用于單點風場時間序列分析；ASCAT風場數據，時間分辨率較低但空間分辨率較高，主要用于描述研究海域風場特征及對P點風場進行比對驗證。

為了便于分析，結合岸線及等深線的走向，對P點風場矢量及F點海流矢量均進行沿岸方向和向岸方向的分解，沿岸方向與正北的夾角為60°，分解方向示意見圖1。

文中應用了相關分析和交叉譜分析方法，當兩列數據時間分辨率不同時，選擇較低時間分辨率的數據序列進行計算。例如，水位數據和海流數據時間分辨率分別為10 min、1 h，兩者進行相關分析計算時均取時間分辨率為1 h的數據序列。

3　2010年6-7月南海東北部風場特征

由圖2可見，2010年6-7月，P點風場時間序列與南海東北部(圖3中紅色虛線框)平均風場時間序列吻合良好，兩者的沿岸風速、向岸風速在趨勢與量級上均較為接近，因此下文將用P點風場來表征南海東北部的平均風場特征。

圖1　研究海域海底地形及觀測站點設置Fig.1　Topography of study area and observational stations

圖2　2010年6-7月南海東北部風場時間序列Fig.2　Time series of wind field in the northeastern South China Sea during June to July， 2010a.風速矢量，b.沿岸風分量，c.向岸風分量，藍色為P點NCEP風場數據時間序列，紅色為ASCAT風場數據區域(圖3中紅色虛線框)平均時間序列a.Wind vectors， b.alongshore wind speed component， c.cross-shore wind speed component， blue line is the time series of NCEP wind data at P， red line is the time series of ASCAT wind data averaged in NSCS (indicated by a red dotted box in Fig.3)

圖3　2010年6-7月影響南海的臺風路徑圖Fig.3　The track of typhoons influencing the South China Sea during June to July， 2010紅色虛線框表示ASCAT風場數據進行平均計算的區域范圍Red dotted box is the area in which the ASCAT wind data are averaged

由ASCAT逐日風場圖可知(圖略)，2010年5-6月初，南海東北部尚處于季風轉換期，西南季風僅零星出現于某些時段，6月9日以后，西南季風才開始較為穩定地出現。6月9日至7月11日，P點整體上表現為持續的西南風(沿岸風速大多為正值，正的沿岸風速的平均值達到3.65 m/s，圖2b)，僅在6月27-30日期間，出現微弱的東南風(沿岸風速的極值僅達-3.06 m/s，圖2b)。7月12-25日，受到臺風的間接影響，P點風向轉為東南向。7月26日之后，隨著臺風影響的減弱，西南風重新出現。總體上看，除了臺風影響期間，P點風場表現為以西南風為主。

2010年6-7月，影響南海的臺風有兩個，分別為201002號臺風“康森”和201003號臺風“燦都”，兩者的6 h路徑圖及影響時間見圖3。這兩個臺風都沒有直接經過P點和F點所在海區，相隔距離尚遠，P點7月中旬出現的東南風只是受到臺風外圍風場的影響，而F點的水體也沒有經歷臺風直接過境時的那種短時強烈擾動和混合，上升流過程沒有受到直接劇烈的破壞。得益于此，下文的分析較好地刻畫出了臺風影響較小情況下的上升流短期變化規律。

4　粵東及閩南近岸上升流的實測證據

圖4和圖5分別為2010年6月8-14日期間研究海域溫、鹽的平面及斷面分布圖。觀測期間，南海東北部持續性的西南風剛剛出現(圖2)，但研究海域已可見明顯的上升流現象，近岸區域表現出低溫、高鹽特征。表層至10 m，低溫中心位于汕頭至漳浦之間近岸海域，南澳島至東山島之間表層水溫可低于24.1℃。可能受到近岸河流淡水的影響，研究海域的西北面出現低鹽水舌，高鹽區域位于南澳島與東山島之間，表層鹽度可達34.3以上。30 m層，西北面低鹽區不在，低溫、高鹽區平行岸線分布于東山島以南的近岸區域以及汕頭西南外海。總體上看，上升流中心位于調查范圍的近岸區域，10 m以淺的鹽度分布可能受到河流淡水的影響而顯得復雜一些。

斷面J和G均可見外海深層的低溫、高鹽水沿海底地形向近岸爬升(圖5)。斷面J的外海深層水可直接爬升至近岸區域，J2站附近10 m以淺可見水溫低于25.0℃、鹽度高于34.0的水體。由于臺灣淺灘的存在，斷面G的外海深層水在G6站附近被阻擋而未能繼續向近岸推進，但是該斷面近岸區域同樣出現了水溫低于24.5℃、鹽度高于34.2的水體，結合研究海域海水流動狀況(圖6)及之前的研究成果[6-7，18]可知，汕頭以西外海深層冷水爬升至近岸，被東北向的沿岸流攜帶至汕頭及其以東的近岸區域，粵東及閩南近岸上升流的水體來源為汕頭以西的外海深層水。從研究海域30 m層溫、鹽分布圖也可以看出(圖4c、4f)，低溫、高鹽水自汕頭西南外海向近岸方向推進，進而向東北方向延伸。

5　上升流對局地風場變化的響應

5.1上升流區海流特征

2010年6月10日至7月31日F點垂向海流剖面及水位、沿岸流和向岸流時間序列見圖6和圖7。由圖6可見，F點海流流速沿岸分量明顯大于向岸分量，表明東北向海流是該處海水流動的主要特征。沿岸流速均為正值，且各層變化規律十分接近，其時間平均值介于22～32 cm/s之間，并隨水深增大而逐漸減小(圖6b)。向岸流量級雖小，卻體現了典型的上升流區海水運動特征(上層海水離岸流動，中、下層海水向岸流動進行補償)。從時間平均上看，10 m以淺為離岸流，流速值在-4 cm/s以內；10 m以深為向岸流，流速值介于0～6 cm/s之間，并隨水深增大而略微增大，22～34 m流速值相差不大(圖6d)。

5.2局地風場變化對上升流區海水運動的影響

如圖5所示，沿岸上升流的發生是下層海水沿海底地形向近岸爬升的結果(即存在海流向岸分量)，因此本文以近底層向岸流的強弱來表征上升流的強度。

F點16 m以深向岸流速值始終為正(圖6c)，印證了“西南風減弱甚至消失的情況下上升流依舊可以存在”[16—17]這一現象。Shu等[20]也指出局地風場的短時變化幾乎不可能改變南海北部陸架區大尺度環流的流向。將沿岸風數據(圖2b藍線)與F點沿岸流、向岸流數據(圖7b、7c紅線)直接做相關分析，其結果也顯示它們之間的相關性并不顯著(圖8a)。可見，沿岸風變化對上升流區海流的影響可能只體現在某些頻帶分量上(如下文將要提到的3～9 d周期內的變化)。

事實上，以往研究結果表明[17，21—23]，沿岸風變化對近岸上升流區海水運動的影響往往遵循如下這種形式。在沿岸風的作用下，近岸區域上Ekman層的海水離岸輸送，水位下降，導致垂直海岸方向出現壓強梯度力(假設其方向為西北向)，基于地轉平衡，東南向的科氏力增大，沿岸流(東北向)將得到增強。在底邊界層內，增強的沿岸流導致增大的摩擦力(西南向)，作為Ekman平衡的結果，平衡此摩擦力的科氏力(東北向)將會增大，因而向岸流(西北向)也將得到增強。按照上述響應順序，下文將對沿岸風變化影響上升流的過程進行分步討論與驗證。

圖4　2010年夏季粵東及閩南近岸海域水溫、鹽度的平面分布Fig.4　Horizontal distributions of temperature and salinity in eastern Guangdong and southern Fujian coastal seas during summer 2010a中藍框、紅框分別代表粵東及閩南近岸海域、上升流區，用于SST區域平均計算The blue box and red box in a are eastern Guangdong and southern Fujian coastal seas and the upwelling zone respectively， in which the SST data are averaged

圖5　2010年夏季粵東及閩南近岸海域J和G斷面水溫、鹽度的斷面分布Fig.5　Temperature and salinity distributions along transections J and G in eastern Guangdong and southern Fujian coastal seas during summer 2010

圖6　2010年6月10日至7月31日F點流速的水深-時間剖面圖(a.沿岸流，c.向岸流)及平均流速的垂向分布(b.沿岸流，d.向岸流)Fig.6　Depth-time plots of velocities(a. alongshore component， c. cross-shore component) and vertical distributions of averaged velocities(b. alongshore component， d. cross-shore component) at F during June 10 to July 31， 2010

圖7　F點水位(a)、沿岸流(b， 6～34 m平均)、向岸流(c， 26～34 m平均)隨時間變化Fig.7　Time series of sea level(a)， alongshore velocity (b， 6-34 m averaged) and cross-shore velocity (c， 26-34 m averaged) at F時間序列紅線為1.5 d低通濾波結果，藍線為3～9 d帶通濾波結果Red lines are the components with periods less than 1.5 d are removed， blue lines are the 3-9 d frequency band components

沿岸風(圖2b藍線)與水位(圖7a紅線)的相關分析結果表明，兩者呈明顯的負相關關系，當水位滯后沿岸風24 h時，相關系數可達-0.766 6(圖8b)。水位對沿岸風變化的響應在1 d左右即已完成，這與Wang等[21]的計算結果一致。

對沿岸風、水位、沿岸流、向岸流進行功率譜分析(圖9)，結果表明，它們在3.5～4.0 d、5.0～5.5 d以及8.3～9.0 d內存在多個相近的譜峰，這預示著海流中3～9 d的信號與局地風場以及水位的變化存在一定的聯系。對水位及海流數據進行3～9 d帶通濾波，比較發現它們的變化趨勢較為類似(圖7中藍線)。為此，進一步對各層沿岸流、向岸流數據以及水位數據均進行3～9 d帶通濾波，并分別進行相關分析，結果見圖8c、8d。

沿岸流與水位呈明顯的負相關關系，最大相關系數均在-0.74以上，相應的滯后時間(沿岸流滯后水位)均在5 h以內(圖8c)。下層向岸流(26～34 m)也與水位呈較明顯的負相關關系，最大相關系數均在-0.64以上，相應的滯后時間(向岸流滯后水位)均在7 h以內(圖8d)。

可見，局地風場的變化，將首先引起水位的變化，進而引發下層向岸流在3～9 d周期內的波動，從而影響上升流的強度。這個過程可在2 d內完成(以34 m向岸流為例，其滯后沿岸風的時間為24 h+7 h=31 h，見圖8b、8d)。

為了驗證圖8b、8d的分析結果，直接對沿岸風數據(即圖2b藍線)與26～34 m平均向岸流數據(圖7c紅線)進行交叉譜分析，結果見圖9e、9f。兩者在3.86 d、5.40 d、9.00 d的周期上相關，且向岸流的波動晚于沿岸風(位相差分別為157.48°、43.58°、36.83°，所對應的滯后時間分別為40.3 h、15.7 h、22.1 h)。滯后時間從總體上看在2 d以內，這與圖8b、8d的結果類似。

5.3上升流區水溫變化特征

由圖10a可知，2010年5-9月，整個粵東及閩南近岸海域(圖4a中藍色虛線框)，包括沿岸上升流區(圖4a中紅色虛線框)，SST表現出極為一致的變化規律。5月1日至6月3日，研究海域尚處于季風轉換期，SST處于相對較低的水平；6月4-23日，SST迅速增大；6月24日至8月19日，SST處于平穩升溫期；8月20日至9月30日，SST處于平穩降溫期。

上升流水體未必時時在海表“露頭”，有時又與臺灣海峽西岸表層低溫水連在一起，同時SST還受到諸如太陽輻射等多種因素的影響，因此從南海東北部逐日SST分布圖(圖略)上看，并不能很好地反映出上升流強度的時空變化規律。

6月10日至6月下旬，整個粵東及閩南近岸海域的海水均處于迅速升溫期，F點近底層水溫體現出的是和SST一樣明顯的升溫過程，上升流特征被掩蓋。此后的平穩升溫期(6月29日至7月31日)，近底層水溫的變化較好地反映了近底層向岸流的波動特征。

圖8　2010年6月10日至7月31日P點沿岸風、F點水位和海流之間的相關分析結果Fig.8　Results of correlation analyses among the alongshore wind speed component at P， sea level and velocities at F during June 10 to July 31， 2010a.沿岸風與沿岸流(6～34 m平均，紅色)、向岸流(26～34 m平均，藍色)的相關分析，b.沿岸風與水位的相關分析，c.水位與沿岸流在3～9 d頻帶上的相關分析，d.水位與向岸流在3～9 d頻帶上的相關分析。圖c、d中藍色為最大相關系數(指絕對值最大)，紅色為對應的滯后時間a.Correlation analysis of alongshore wind speed component with alongshore velocity(6-34 m averaged， red) and cross-shore velocity(26-34 m averaged， blue)， b.correlation analysis of alongshore wind speed component with sea level， c.correlation analyses of sea level with alongshore velocities in 3-9 d frequency band， d.correlation analyses of sea level with cross-shore velocities in 3-9 d frequency band. The maximum correlation coefficients (maximum in absolute value) and the corresponding time lag are shown in blue and red in c and d

圖9　2010年6月10日至7月31日P點沿岸風(a)、F點水位(b)、沿岸流(c，6～34 m平均)、向岸流(d，26～34 m平均)的功率譜分析以及P點沿岸風與F點向岸流(26～34 m平均)的交叉譜分析(e.凝聚譜，f.位相譜)Fig.9　Power spectrums of the alongshore wind speed component at P(a)， sea level(b)， alongshore velocity(c， 6-34 m averaged) and cross-shore velocity at F(d， 26-34 m averaged)， cross-spectral analysis of the alongshore wind speed component at P with cross-shore velocity(26-34 m averaged)at F(e. coherence， f. phase) during June 10 to July 31， 2010

圖10　2010年夏季研究海域水溫時間序列(a)、6月29日至7月31日F點向岸流與近底層水溫在3～9 d頻帶上的相關分析(b)以及P點沿岸風與F點近底層水溫(c)的相關分析Fig.10　Time series of water temperature in study area during summer 2010(a)， correlation analysis of cross-shore velocities with near bottom temperature at F in 3-9 d frequency band (b) and correlation analysis of the alongshore wind speed component at P with near bottom temperature at F (c) during June 29 to July 31， 2010b中藍色為最大相關系數(指絕對值最大)，紅色為對應的滯后時間The maximum correlation coefficients (maximum in absolute value) and the corresponding time lag are shown in blue and red in b

對6月29日至7月31日期間F點近底層水溫數據進行功率譜分析(圖略)，結果表明，其具有3.62 d、5.29 d、8.59 d的譜峰，與下層向岸流具有相近的波動周期(圖9d)。對近底層水溫、各層向岸流數據進行3～9 d帶通濾波，并分別做相關分析，結果見圖10b。下層向岸流(26～34 m)與水溫呈明顯的負相關關系(向岸流越強，水溫越低)，最大相關系數均在-0.6以上(30～34 m更是達到-0.7以上)，相應的滯后時間(水溫滯后向岸流)介于27～32 h之間。Wang等[21]分析了粵東上升流區向岸流速與底邊界層內溫度變化趨勢之間的關系，也得到了相似的結論。

5.4上升流對局地風場變化的響應時間

若以34 m向岸流代表近底層向岸流，那么“沿岸風變化—導致水位變化—引起近底層向岸流的強度波動—影響近底層水溫”整個過程，所經歷的時間為58 h(24 h+7 h+27 h=58 h，圖8b、8d、10b)。直接對沿岸風數據(圖2b藍線)與近底層水溫數據(圖10a綠線)進行相關分析，結果顯示兩者的最大相關系數為-0.564 2，相應的滯后時間(水溫滯后沿岸風)為54 h(圖10c)。上述兩種計算方法得出的響應時間較接近(58 h和54 h)，說明本文所分析描述的“沿岸風變化影響上升流強度”這一過程各環節的先后順序和響應時間與實際情況是較為吻合的。從總體上看，沿岸風的變化在3 d之內即可引起上升流區近底層水溫的波動。

6　小結與討論

本文利用2010年6-7月的實測溫鹽、水位、海流等資料，結合風場數據，討論了在臺風影響較小的情況下，粵東及閩南近岸上升流對局地風場變化的響應特征，主要結論如下：

(1) 實測溫鹽結果顯示，在持續性的西南季風出現之初，上升流即已存在，上升流的水體來源為汕頭以西的外海深層水。

(2) 譜分析結果顯示，沿岸風、水位、海流、近底層水溫均具有3.5～4.0 d、5.0～5.5 d、8.3～9.0 d的波動周期，沿岸風的變化引起上升流強度在3～9 d周期上的波動。

(3) 上升流對局地風場變化的響應過程如下。利于上升流產生的局地風場發生變化時，沿岸風作用下產生的Ekman輸運促使的上升流區水位的下降幅度發生改變，隨即向岸方向的壓強梯度力也發生變化，進而導致沿岸流及近底層向岸流的增強或減弱，而近底層向岸流強度的改變又會引起近底層水溫的變化。

(4) 相關分析及交叉譜分析的結果表明，沿岸風的變化將在3 d以內影響上升流區近底層水溫。以34 m向岸流為例，“沿岸風變化影響水位”、“水位變化影響近底層向岸流”、“近底層向岸流變化影響近底層水溫”這3個環節的響應時間依次為24 h、7 h、27 h左右。

本文中所涉及的水位、海流、水溫在3～9 d內的變化，屬于亞潮頻波動，主要為局地風場驅動所致。這些波動現象，也可能受到遠地風及大氣擾動激發的陸架波的影響。然而，由于中國近岸海區夏季天氣系統的活動不像冬季那樣頻繁而有規律[24]，而作為夏季大氣系統“強擾動源”的臺風，在2010年6-7月并未出現于上升流區以北的中國近岸海區，因而當年夏季(6-7月)研究海域的陸架波傳播現象可能并不明顯。另外，Yankovsky等[25]的研究指出新澤西近岸陸架區海流的亞慣性波動，與流經該處的哈德遜河流量有關，當流量較大時，在淡水與風場的相互作用下，海流顯著增強。類似的，汕頭以東沿岸上升流強度的亞潮頻波動，也可能受到其“上游”珠江、韓江所帶來的淡水的影響，這方面的研究在模型試驗中已有提及[26]，尚待更多的觀測數據驗證。

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Response of upwelling in eastern Guangdong and southern Fujian coastal seas to the local wind variation

Cai Shangzhan1， Jing Chunsheng1， Xu Jindian1， Zhu Dayong1

(1.ThirdInstituteofOceanography，StateOceanicAdministration，Xiamen361005，China)

Based on the cruise conductivity-temperature-depth(CTD) data， the sea level， current and near bottom temperature data from seabed-based observations， and the wind field data during June to July， 2010， this paper studied the response of upwelling in eastern Guangdong and southern Fujian coastal seas to the local wind variation， while the influence of typhoon was relatively weak. The main conclusions are as follows: (1) The results of power spectrum analyses showed that， the alongshore wind speed component， sea level， current and near bottom temperature showed similar variations with the significant periods of fluctuations in 3.5-4.0 d， 5.0-5.5 d and 8.3-9.0 d. The variation of alongshore wind speed component brought about the fluctuation of the upwelling intensity in 3-9 d frequency band. (2) The response process of upwelling to the local wind variation was like this. Surface water was transported offshore within the surface Ekman layer because of the alongshore component of wind stress. Coastal sea level dropped， a cross-shore pressure gradient set up. The pressure gradient would change following the local wind variation， resulting in enhanced(or weakened) alongshore current and enhanced(or weakened) near bottom cross-shore current. Near bottom temperature changed according to the variation of near bottom cross-shore current. (3) The results of correlation analyses and cross-spectral analysis showed that， the variation of alongshore wind speed component would influence near bottom temperature in upwelling zone within 3 days. The lag time for sea level’s response to alongshore wind variation， near bottom (34 m) cross-shore current’s response to sea level variation and near bottom temperature’s response to near bottom (34 m) cross-shore current variation were 24 h， 7 h and 27 h respectively.

eastern Guangdong; southern Fujian; upwelling; alongshore wind speed component; sea level; cross-shore velocity

蔡尚湛，靖春生，許金電，等. 粵東及閩南近岸上升流對局地風場變化的響應[J]. 海洋學報， 2016， 38(9): 1-12，

10.3969/j.issn.0253-4193.2016.09.001

Cai Shangzhan， Jing Chunsheng， Xu Jindian，et al. Response of upwelling in eastern Guangdong and southern Fujian coastal seas to the local wind variation[J]. Haiyang Xuebao， 2016， 38(9): 1-12， doi:10.3969/j.issn.0253-4193.2016.09.001

2015-09-02；

2016-01-23。

國家海洋局第三海洋研究所基本科研業務費專項資金資助項目(海三科2011012)。

蔡尚湛(1983—)，男，福建省南安市人，助理研究員，主要從事熱帶邊緣海海洋環境動力學研究。E-mail：caisz@tio.org.cn

P731.2

A

0253-4193(2016)09-0001-12